ANSYS Mechanical

vk.com/club152685050ANSYS Mechanical. |Верификационныйvk.com/id446425943отчет. Том 2 (примеры из Verification Manual)т

Рис 25.4 Визуализация КЭ-подмодели фрагмента пластины. Показаны граничные условия. Элементы PLANE42

Методика расчёта

Расчёт пластины проводился с использованием элементов PLANE183 и PLANE146, а подмодели с улучшенной сеткой – КЭ PLANE42. Граничные условия (перемещения) для подмодели перенесены с упрощённой модели, используя процедуру интерполяции перемещений на границе подмодели.

Результаты расчета

Результаты расчета для 3-х рассмотренных вариантов представлены в таблице 25.1

и на рис.25.5−25.7.

vk.com/club152685050ANSYS Mechanical. |Верификационныйvk.com/id446425943отчет. Том 2 (примеры из Verification Manual)т

Рис 25.5 Визуализация результатов. Изополя напряжений грубой модели σx, тс/м2.

КЭ PLANE183

Рис 25.6 Визуализация результатов. Изополя напряжений подмодели σx, тс/м2. Подмодель, КЭ PLANE42

vk.com/club152685050ANSYS Mechanical. |Верификационныйvk.com/id446425943отчет. Том 2 (примеры из Verification Manual)т

Рис 25.7 Визуализация результатов. Изополя напряжений грубой модели σx, тс/м2.

Элемент PLANE146

vk.com/club152685050ANSYS Mechanical. |Верификационныйvk.com/id446425943отчет. Том 2 (примеры из Verification Manual)

Пример 26 (VM145). Деформирование ортотропного тела

Постановка задачи

Куб с ортотропными свойсвами подвергается растяжению в направлении X и Y как показано на рис. 26.1. Три ортогональные грани куба зафиксированы, остальные три свободны от закреплений. Требуется определить поступательные перемещения ( X, Y, и Z) незакрепленных граней куба.

Рис. 26.1 Иллюстрация задачи. Расчетная схема

vk.com/club152685050ANSYS Mechanical. |Верификационныйvk.com/id446425943отчет. Том 2 (примеры из Verification Manual)

Физические характеристики

Модули упругости

Ex = 0,703081×10 кгс/м2 Ey = 1,406160×10 кгс/м2 Ez = 2,812330×10 кгс/м2

Коэффициенты Пуассона

υxy = 0,1 υyz = 0,2 υxz = 0,3

Модули сдвига

Gxy = Gxz = Gyz = 0,703081×10 кгс/м2

Геометрические характеристики

Длина стороны куба l = 0,0254 м

Описание КЭ модели

Модель состоит из двух независимых объемных конечных элементов, представляющих собой кубы со стороной l . Кубы расположены один над другим на расстоянии l. Первому элементу (нижний куб) присваиваются свойства материала с помощью таблицы нелинейных материалов в матричном виде, для последующего инвертирования (обращения) матрицы самой программой. Для второго элемента (верхний куб) свойства материала определяются напрямую.

Для решения данной задачи применялся:

SOLID185 – объемный (трехмерный) гексаэдрический восьмиузловой конечный элемент.

Характерные размеры элементов 0,0254×0,0254×0,0254 м, вычислительная размерность задачи (число степеней свободы) 48, количество узлов 16 и элементов 2.

Граничные условия

Стороны кубов лежащие в плоскости YZ

Ux = 0

Стороны кубов лежащие в плоскости XY

Uz = 0

Стороны кубов лежащие в плоскостях XZ при y = 0 и y = 0,0254 м Uy = 0

Нагрузки

Fx = 45,36 кгс приложена к 4-м узлам на грани x = 0,0254 м

Fy = 90,72 кгс приложена к 4-м узлам на гранях y = 0,0254 и y = 0,0762 м

vk.com/club152685050ANSYS Mechanical. |Верификационныйvk.com/id446425943отчет. Том 2 (примеры из Verification Manual)

Рис. 26.2 Изометрия КЭ-модели плиты с указанием нумерации узлов и элементов. 3D-визуализация

Рис. 26.3 Изометрия КЭ-модели плиты с указанием закреплений и приложенной нагрузки. 3D-визуализация

vk.com/club152685050ANSYS Mechanical. |Верификационныйvk.com/id446425943отчет. Том 2 (примеры из Verification Manual)

Методика расчёта

Проводится линейный статический расчет. Разложение матрицы жёсткости выполняется с помощью метода SPARSE.

Результаты расчёта

Результатами расчёта являются поступательные перемещения по направлениям глобальных осей координат. Ниже в таблице.1 приведено сравнение результатов по ANSYS для узла 8 и данных [Источник].

Рис. 26.4 Деформированая схема. 3D-визуализация

vk.com/club152685050ANSYS Mechanical. |Верификационныйvk.com/id446425943отчет. Том 2 (примеры из Verification Manual)

Рис. 26.5 Напряжения σx, кгс/м2. Максимальное значение 70308 кгс/м2. 3D-визуализация

Рис. 26.6 Напряжения σy, кгс/м2. Максимальное значение 140616 кгс/м2. 3D-визуализация

vk.com/club152685050ANSYS Mechanical. |Верификационныйvk.com/id446425943отчет. Том 2 (примеры из Verification Manual)

Рис. 26.7 Напряжения σz, кгс/м2. Максимальное значение 0,857×1010 кгс/м2. 3D-визуализация

Рис. 26.8 Суммарные перемещеня, мм. 3D-визуализация

vk.com/club152685050ANSYS Mechanical. |Верификационныйvk.com/id446425943отчет. Том 2 (примеры из Verification Manual)

Таблица 26.1 Сопоставление результатов расчёта. Поступательные перемещения

Максимальная по абсолютной величине погрешность δ:

– для SOLID185 δ = 0,00020%